Мосты Такома-Нарроуз: История и современность

Введение

Двойные подвесные мосты, пересекающие пролив Такома-Нарроуз в Пьюджет-Саунд в штате Вашингтон – все мосты в этом месте. Мост Такома-Нарроуз – это пара подвесных мостов, пересекающих пролив Такома-Нарроуз в Пьюджет-Саунд в округе Пирс, штат Вашингтон. Мосты соединяют город Такома с полуостровом Китсап и несут через пролив Государственную трассу 16 (известную как Главная государственная магистраль 14 до 1964 года). Исторически название "Мост Такома-Нарроуз" применялось к оригинальному мосту, получившему прозвище "Галлопирующая Герти", который был открыт в июле 1940 года, но обрушился, возможно, из-за аэроэластического флаттера четыре месяца спустя, а также к замене оригинального моста, который был открыт в 1950 году и до сих пор стоит как западные полосы современного двухмостового комплекса. Оригинальный мост Такома-Нарроуз был открыт 1 июля 1940 года. Оригинальный мост получил прозвище "Галлопирующая Герти" из-за вертикальных колебаний пролётного строения, наблюдаемых строителями в ветреную погоду. Инженеры и профессор инженерных наук Ф. Б. Фаркхарсон были наняты для поиска способов остановить эти необычные движения, но месяцы экспериментов не увенчались успехом. Мост стал известен своим раскачивающимся пролётным строением и обрушился в Пьюджет-Саунд утром 7 ноября 1940 года при сильном ветре. Инженерные проблемы, а также участие Соединенных Штатов во Второй мировой войне, отложили планы по замене моста на несколько лет; заменяющий мост был открыт 14 октября 1950 года. К 1990 году рост населения и развитие на полуострове Китсап привели к тому, что трафик на мосту превысил его проектную пропускную способность; в результате в 1998 году избиратели штата Вашингтон одобрили меру о поддержке строительства параллельного моста. После серии протестов и судебных разбирательств строительство началось в 2002 году, и новый мост был открыт для движения в восточном направлении 16 июля 2007 года, а мост 1950 года был переоборудован для движения в западном направлении. На момент строительства как мост 1940 года, так и мост 1950 года были третьими по длине подвесными мостами в мире по длине основного пролёта, уступая только мосту Золотые Ворота и мосту Джорджа Вашингтона. Мосты 1950 и 2007 годов, по состоянию на 2017 год, являются пятыми по длине подвесными мостами в Соединенных Штатах и 43-ми по длине в мире. Плата за проезд взималась на мосту в течение всего четырехмесячного срока службы оригинального пролёта, а также в течение первых 15 лет эксплуатации моста 1950 года. В 1965 году облигации на строительство моста плюс проценты были погашены, и штат прекратил взимать плату за проезд по мосту. Более чем через 40 лет плата за проезд была восстановлена в рамках финансирования двух мостов и в настоящее время взимается только с транспортных средств, движущихся в восточном направлении.

Twin suspension bridges spanning the Tacoma Narrows strait of Puget Sound in Washington state
all of the bridges at this location

The Tacoma Narrows Bridge is a pair of twin suspension bridges that span the Tacoma Narrows strait of Puget Sound in Pierce County, Washington. The bridges connect the city of Tacoma with the Kitsap Peninsula and carry State Route 16 (known as Primary State Highway 14 until 1964) over the strait. Historically, the name "Tacoma Narrows Bridge" has applied to the original bridge nicknamed "Galloping Gertie", which opened in July 1940, but collapsed possibly because of aeroelastic flutter four months later, as well as the replacement of the original bridge which opened in 1950 and still stands today as the westbound lanes of the present day two bridge complex. The original Tacoma Narrows Bridge opened on July 1, 1940. The original bridge received its nickname "Galloping Gertie" due to the vertical movement of the deck observed by construction workers during windy conditions. While engineers and engineering professor, F. B. Farquharson were hired to seek ways to stop the odd movements, months of experiments were unsuccessful. The bridge became known for its pitching deck, and collapsed into Puget Sound the morning of November 7, 1940, under high wind conditions. Engineering issues, as well as the United States' involvement in World War II, postponed plans to replace the bridge for several years; the replacement bridge was opened on October 14, 1950. By 1990, population growth and development on the Kitsap Peninsula had caused traffic on the bridge to exceed its design capacity; as a result, in 1998 Washington voters approved a measure to support building a parallel bridge. After a series of protests and court battles, construction began in 2002 and the new bridge opened to carry eastbound traffic on July 16, 2007, while the 1950 bridge was reconfigured to carry westbound traffic. At the time of their construction, both the 1940 and 1950 bridges were the third longest suspension bridges in the world in terms of main span length, behind the Golden Gate Bridge and George Washington Bridge. The 1950 and 2007 bridges are as of 2017 the fifth longest suspension bridge spans in the United States and the 43rd longest in the world. Tolls were charged on the bridge for the entire four month service life of the original span, as well as the first 15 years of the 1950 bridge. In 1965, the bridge's construction bonds plus interest were paid off, and the state ceased toll collection on the bridge. Over 40 years later, tolls were reinstated as part of the financing of the twin span, and are presently collected only from vehicles traveling eastbound.

Оригинальный мост (1940)

Желание построить мост в этом месте восходит к 1889 году, когда Северная Тихоокеанская железная дорога предложила проект моста-эстакады; однако интерес к этому проекту возродился лишь в конце 1920-х годов. В 1937 году законодательное собрание штата Вашингтон создало Управление платных мостов штата Вашингтон и выделило 5000 долларов на изучение запроса Такомы и округа Пирс о строительстве моста через пролив Нарроуз. Мост был спроектирован Леоном Мойсеифом и стоил 6,4 миллиона долларов. Первый мост Такома-Нарроуз был открыт для движения 1 июля 1940 года. Его главный пролёт обрушился в пролив Такома четыре месяца спустя, 7 ноября 1940 года, в 11:00 утра (по тихоокеанскому времени), предположительно из-за аэроэластического флаттера, вызванного ветром. Обрушение моста оказало длительное влияние на науку и инженерию. Во многих учебниках по физике это событие представлено как пример элементарного вынужденного резонанса, когда ветер создаёт внешнюю периодическую частоту, совпадающую с собственной структурной частотой моста. Это был первый подвесной мост, в котором для поддержки дорожного полотна использовались цельнометаллические I-образные балки, в то время как в других мостах применялись фермы для улавливания ветра. Его разрушение также стимулировало исследования в области аэродинамики мостов и аэроэластичности, которые повлияли на конструкцию всех крупных мостов с большими пролётами, построенных после 1940 года. При обрушении моста никто из людей не погиб. Единственной жертвой стал кокер-спаниель по имени Табби, который погиб после того, как его владелец, Леонард Коутсворт, бросил его в машине на мосту. Профессор Фредерик Берт Фаркхарсон, инженер из Вашингтонского университета, участвовавший в проектировании моста, попытался спасти Табби, но был укушен испуганной собакой, когда пытался забрать её. Обрушение моста было снято на 16-миллиметровую цветную плёнку Kodachrome Барни Эллиоттом и Харбином Монро, владельцами магазина The Camera Shop в Такоме, и показывает, как Фаркхарсон покидает мост после попытки спасти Табби и проводит наблюдения в середине моста. Фильм был впоследствии продан студии Paramount Studios, которая дублировала кадры для новостных киножурналов в чёрно-белом цвете и распространила фильм по всему миру в кинотеатрах. Компания Castle Films также получила права на распространение 8-миллиметрового домашнего видео. Оригинальные фильмы Эллиотта и Монро о строительстве и обрушении моста были сняты на 16-миллиметровую цветную плёнку Kodachrome, но большинство сохранившихся копий – чёрно-белые, поскольку новостные киножурналы того времени копировали плёнку на 35-миллиметровую чёрно-белую киноплёнку. Также были расхождения в скорости съёмки между кадрами Монро и Эллиотта: Монро снимал со скоростью 24 кадра в секунду, а Эллиотт – со скоростью 16 кадров в секунду. В результате на большинстве копий мост колеблется примерно на 50% быстрее, чем в реальности, из-за предположения при конвертации, что плёнка была снята со скоростью 24 кадра в секунду, а не с фактическими 16 кадров в секунду. В 1998 году фильм об обрушении моста Такома-Нарроуз был включён в Национальный реестр фильмов США Библиотекой Конгресса как "культурно, исторически или эстетически значимый". Эти кадры обычно демонстрируются студентам инженерных, архитектурных и физических специальностей в качестве примера инженерной катастрофы. Демонтаж башен и боковых пролётов – переживших обрушение главного пролёта, но повреждённых до неустранимого состояния – начался вскоре после катастрофы и продолжался до мая 1943 года. Участие Соединённых Штатов во Второй мировой войне, а также инженерные и финансовые проблемы, задержали планы по восстановлению моста.

The desire for the construction of a bridge in this location dates back to 1889 with a Northern Pacific Railway proposal for a trestle bridge; However, it was only in the late 1920s that interest in this project was revived. In 1937, the Washington State legislature created the Washington State Toll Bridge Authority and appropriated $5,000 to study the request by Tacoma and Pierce County for a bridge over the Narrows. The bridge was designed by Leon Moisseiff and cost $6.4 million. The first Tacoma Narrows Bridge opened to traffic on July 1, 1940. Its main span collapsed into the Tacoma Narrows four months later on November 7, 1940, at 11:00 a. m. (Pacific time) possibly as a result of aeroelastic flutter caused by a wind. The bridge collapse had lasting effects on science and engineering. In many undergraduate physics texts, the event is presented as an example of elementary forced resonance, with the wind providing an external periodic frequency that matched the natural structural frequency, It was the first suspension bridge to utilize these solid I beams as a form of support for the road deck, as other bridges would incorporate trusses in their designs in order to catch the wind. Its failure also boosted research in the field of bridge aerodynamics and aeroelastic fields which have influenced the designs of all the world's great long span bridges built since 1940. There were no human deaths in the collapse of the bridge. The only fatality was a Cocker Spaniel named Tubby, who perished after he was abandoned in a car on the bridge by his owner, Leonard Coatsworth. Professor Frederick Burt Farquharson, an engineer from the University of Washington who had been involved in the design of the bridge, tried to rescue Tubby but was bitten by the terrified dog when he attempted to remove him. The collapse of the bridge was recorded on Kodachrome 16 mm film by Barney Elliott and Harbine Monroe, owners of The Camera Shop in Tacoma, and shows Farquharson leaving the bridge after trying to rescue Tubby and making observations in the middle of the bridge. The film was subsequently sold to Paramount Studios, who then duplicated the footage for newsreels in black and white and distributed the film worldwide to movie theaters. Castle Films also received distribution rights for 8 mm home video. Elliott and Monroe's original films of the construction and collapse of the bridge were shot on 16 mm Kodachrome color film, but most copies in circulation are in black and white because newsreels of the day copied the film onto 35 mm black and white stock. There were also film speed discrepancies between Monroe and Elliot's footage, with Monroe filming his footage in 24 fps while Elliott had filmed his footage at 16 fps. As a result, most copies in circulation also show the bridge oscillating approximately 50% faster than real time, due to an assumption during conversion that the film was shot at 24 frames per second rather than the actual 16 fps. In 1998, The Tacoma Narrows Bridge Collapse was selected for preservation in the United States National Film Registry by the Library of Congress as being "culturally, historically, or aesthetically significant". This footage is commonly shown to engineering, architecture, and physics students as a means to teach about engineering disaster. The dismantling of the towers and side spans — having survived the collapse of the main span, but being damaged beyond repair — began shortly after the collapse and continued into May 1943. The United States' participation in World War II, as well as engineering and finance issues, delayed plans to replace the bridge.

Мост на запад (1950)

После печально известного обрушения первоначального моста профессору Фаркхарсону вновь было поручено испытать новые конструкции моста в Университете Вашингтона, где находились модели этих конструкций. Испытания должны были гарантировать, что новый проект не повторит судьбу первого, и строительство началось 12 апреля 1948 года после завершения плана финансирования и страхования. 13 апреля 1949 года на строительной площадке произошло сильное землетрясение, но повреждения ограничились падением одного кабеля в воду, который затем был извлечен. Через два месяца пожар в западной опоре повредил оборудование и инструменты, но не причинил серьезного ущерба. Башни высотой 502 фута (153 м) были завершены в июле 1949 года, а кабели для нового моста – 16 января 1950 года. Местные жители прозвали новый мост «Стю́рди Герти», поскольку колебания, мучившие предыдущую конструкцию, были устранены. Этот мост и его новый параллельный восточный мост в настоящее время являются пятыми по длине подвесными мостами в Соединенных Штатах. При строительстве западный мост был третьим по длине подвесным мостом в мире. Как и другие современные подвесные мосты, западный мост был построен из стальных плит с заостренными краями, в отличие от плоских боковых сторон, использованных в оригинальном мосту Такома-Нэрроуз (пример можно увидеть в статье о подвесных мостах). Мост был спроектирован для пропуска 60 000 автомобилей в день. Он обслуживал движение в обоих направлениях, пока 15 июля 2007 года не был открыт восточный мост. Во время шторма в канун Хануки 2006 года мост был закрыт впервые за всю историю эксплуатации из-за сильного ветра, но вновь открылся примерно через 6 часов.

Мост на восток (2007)

В 1998 году избиратели нескольких округов штата Вашингтон одобрили рекомендательное решение о строительстве второго пролета моста Нарроуз. Строительство нового пролета, предназначенного для движения в восточном направлении параллельно существующему мосту, началось 4 октября 2002 года и было завершено в июле 2007 года. Департамент транспорта штата Вашингтон (WSDOT) заключил соглашение о проектировании и строительстве с компаниями Bechtel и Kiewit Pacific Co., которые затем объединились в совместное предприятие для строительства восточного направления. WSDOT оценивал стоимость проекта в 849 миллионов долларов, однако в конечном итоге он был завершен за 786 миллионов долларов благодаря неиспользованию средств, выделенных на чрезвычайные ситуации. 15 июля 2007 года восточная часть моста была открыта торжественным забегом на 5 км по новому мосту. В мероприятии приняли участие около 10 000 человек. После завершения забега на восточном направлении состоялась церемония перерезания ленты. WSDOT прогнозировал, что на открытии будет присутствовать 40 000 человек, но фактически собралось 60 000. В церемонии перерезания ленты приняли участие несколько высокопоставленных должностных лиц правительства штата Вашингтон, в том числе казначей штата Вашингтон Майкл Мерфи, депутат Пат Ланц, начальник дорожной полиции штата Вашингтон Джон Батист и спикер Палаты представителей штата Франк Чопп. Мост был посвящен памяти депутата штата Рут Фишер и сенатора штата Роберта "Боба" Оке, жителя Южного Китсапа, одного из главных сторонников строительства второго пролета через Пьюджет-Саунд между полуостровом Китсап и городом Такома. Общая длина восточного пролета составляет , а длина основного пролета – , что делает его пятым по величине подвесным мостом в Соединенных Штатах. Для сравнения, мост Золотые Ворота в Сан-Франциско имеет общую длину 4 метра или 1,7 мили. WSDOT взимает плату за проезд перед въездом на восточный пролет. В настоящее время плата составляет 4,50 доллара для владельцев счетов "Good to Go" с транспондерами в автомобиле, 5,50 доллара для клиентов, оплачивающих наличными или кредитной картой, и 6,50 доллара для тех, кто выбирает оплату по почте (Pay By Mail).